Какие животные не имеют позвоночника

Животные без позвоночного столба

Беспозвоночные – это животные , которые не обладают и не имеют позвоночного столба (обычно известного как позвоночник или позвоночник), происходящего от хорды . Сюда входят все животные , за исключением субфилумапозвоночных . Знакомые примеры беспозвоночных включают членистоногих (насекомых , паукообразных , ракообразных и многоножек ), моллюски (хитоны , улитки , двустворчатые моллюски , кальмары и осьминоги ), кольчатые черви (дождевые черви и пиявки ) и книдарии (гидры , медузы , морские анемоны и кораллы ).

Большинство видов животных – беспозвоночные; по одной оценке, эта цифра составляет 97%. Многие таксоны беспозвоночных имеют большее количество и разнообразие видов, чем весь подтип Vertebrata. Размер беспозвоночных сильно различается: от 50 мкм (0,002 дюйма) коловраток до 9-10 м (30-33 футов) колоссальных кальмаров .

Некоторые так называемые беспозвоночные, такие как Tunicata и Cephalochordata , более тесно связаны с позвоночными, чем с другими беспозвоночными. Это делает беспозвоночных парафилетическими , поэтому этот термин имеет мало значения в таксономии .

Этимология

Слово «беспозвоночное» происходит от латинского слова vertebra, что означает сустав в целом, а иногда и сустав позвоночного столба позвоночного. Сочлененный аспект позвонка происходит от концепции поворота, выраженной в корневом верто или вихре, чтобы повернуться. Префикс in- означает «не» или «без».

Таксономическое значение

Термин «беспозвоночные» не всегда точен среди небиологов, поскольку он не точно описывает таксон так же, как Arthropoda , Vertebrata или Manidae . Каждый из этих терминов описывает действительный таксон, тип , субтип или семейство . «Беспозвоночные» – термин для удобства, а не таксон; он имеет очень небольшое значение описательного , за исключением хордовых . Позвоночные как субтип составляют такую ​​небольшую часть zoa , что можно говорить о королевствеAnimalia в терминах «позвоночных» а «Беспозвоночные» имеет ограниченную практичность. В более формальной таксономии Animalia другие атрибуты, которые логически должны предшествовать наличию или отсутствию позвоночного столба при построении кладограммы , например, наличие хорды . Это, по крайней мере, ограничило бы хордовые. Однако даже хорда была бы менее фундаментальным критерием, чем аспекты эмбриологического развития и симметрии или, возможно, бауплан .

Несмотря на это, концепция беспозвоночных как таксона животных существует уже более века среди laity , и в зоологическом сообществе и в его литературе он по-прежнему используется в качестве удобного термина для животных, которые не являются членами позвоночных. Следующий текст отражает более раннее научное понимание этого термина и тех животных, которые его составили. Согласно этому пониманию, беспозвоночные не обладают костным скелетом, внутренним или внешним. Они включают в себя очень разнообразные планы тела . У многих есть заполненные жидкостью гидростатические скелеты, как медузы или черви. У других есть твердые экзоскелеты , внешние панцири, как у насекомых и ракообразных . Наиболее известные беспозвоночные: Protozoa , Porifera , Coelenterata , Platyhelminthes , Nematoda , Annelida. , Echinodermata , Mollusca и Arthropoda . Членистоногие включают насекомых , ракообразных и паукообразных .

. Число существующих видов

На сегодняшний день наибольшее количество описанных видов беспозвоночных – насекомые. В следующей таблице приведено количество описанных существующих видов для основных групп беспозвоночных по оценке Красного списка исчезающих видов МСОП , 2014.3.

По оценкам МСОП , было описано 66 178 существующих видов позвоночных , что означает, что более 95% описанных видов животных в мире являются беспозвоночными.

Характеристики

Общей для всех беспозвоночных чертой является отсутствие позвоночного столба (позвоночника): это создает различие между беспозвоночными и позвоночными. Различие заключается только в удобстве; он не основан на каком-либо явном биологически гомологичном признаке, равно как и общая черта: наличие крыльев функционально объединяет насекомых, летучих мышей и птиц или отсутствие крыльев объединяет черепах , улитки и губки . Будучи животными, беспозвоночные являются гетеротрофами и нуждаются в пропитании в виде потребления другими организмами. За некоторыми исключениями, такими как Porifera , беспозвоночные обычно имеют тела, состоящие из дифференцированных тканей. Также обычно имеется пищеварительная камера с одним или двумя выходами наружу.

Морфология и симметрия

планы тела большинства многоклеточных организмов демонстрируют некоторую форму симметрии , будь то радиальная или двусторонняя , или сферической. Однако меньшинство не демонстрирует симметрии. Один пример асимметричных беспозвоночных включает все виды брюхоногих . Это легко увидеть в улитках и морских улитках , которые имеют спиралевидные раковины. Слизни кажутся внешне симметричными, но их пневмостом (дыхательное отверстие) находится с правой стороны. У других брюхоногих моллюсков развивается внешняя асимметрия, такая как Glaucus atlanticus , у которых по мере взросления развиваются асимметричные cerata . Происхождение асимметрии брюхоногих моллюсков является предметом научных дискуссий.

Другие примеры асимметрии обнаружены у крабов-скрипача и крабов-отшельников . У них часто одна лапа намного больше другой. Если скрипач-самец теряет свою большую лапу, после линьки на противоположной стороне вырастает другая. Сидящие животные, такие как губки , асимметричны рядом с кораллами колониями (за исключением отдельных полипов , которые демонстрируют радиальная симметрия); alpheidae когти без клешней; и некоторые веслоногие , polyopisthocotyleans и моногенеи , которые паразитируют посредством прикрепления или проживания в жаберной камере своих рыб хосты ).

Нервная система

Нейроны у беспозвоночных отличаются от клеток млекопитающих. Клетки беспозвоночных активируются в ответ на стимулы, аналогичные стимулам млекопитающих, такие как травма тканей, высокая температура или изменение pH. Первым беспозвоночным, у которого была идентифицирована нейронная клетка, была медицинская пиявка , Hirudo medicinalis .

. Описано обучение и память с помощью ноцицепторов у морского зайца, аплизия . Нейроны моллюсков способны обнаруживать возрастающее давление и травмы тканей.

Нейроны были идентифицированы у широкого круга видов беспозвоночных, включая кольчатых червей, моллюсков, нематод и членистоногих.

Дыхательная система

Трахеальная система рассеченного таракана . Самые большие трахеи проходят по ширине тела таракана и на этом изображении расположены горизонтально. Масштабная линейка, 2 мм.

Трахеальная система разветвляется на трубки все меньшего размера, снабжая здесь урожай таракана. Масштабная линейка, 2,0 мм.

Одним из типов дыхательной системы беспозвоночных является открытая дыхательная система , состоящая из дыхалец , трахей и трахеол , которые наземные членистоногие должны транспортировать метаболические газы в ткани и из них. Распределение дыхалец может сильно различаться среди многих порядков насекомых, но в целом каждый сегмент тела может иметь только одну пару дыхалец, каждое из которых соединяется с предсердием и имеет относительно большую трахеальную трубку. за этим. Трахеи представляют собой инвагинации кутикулярного экзоскелета этой ветви (анастомоз ) по всему телу с диаметром от нескольких микрометров до 0,8 мм. Мельчайшие трубочки, трахеолы, проникают в клетки и служат местами диффузии для воды , кислорода и диоксида углерода . Газ может проходить через дыхательную систему посредством активной вентиляции или пассивной диффузии. В отличие от позвоночных, насекомые обычно не переносят кислород в своей гемолимфе .

Трахеальная трубка может содержать гребневидные окружные кольца taenidia с различной геометрией , например петлями или спиралей . В голове , грудной клетке или брюшной полости трахеи также могут быть соединены с воздушными мешочками. Многие насекомые, такие как кузнечики и пчелы , которые активно качают воздушные мешочки в брюшной полости, могут контролировать поток воздуха через свое тело. У некоторых водных насекомых трахеи обмениваются газом через стенку тела напрямую, в форме жабр , или функционируют, по существу, как обычно, через пластрон . Обратите внимание, что, несмотря на то, что трахеи членистоногих являются внутренними, во время линьки они опадают. специализированные репродуктивные клетки , которые претерпевают мейоз , чтобы производить более мелкие, подвижные сперматозоиды или более крупные, неподвижные яйцеклетки . Эти сливаются с образованием зиготы , которые развиваются в новых особей. Другие способны к бесполому воспроизводству, а иногда и к обоим способам размножения.

Социальное взаимодействие

Социальное поведение широко распространено среди беспозвоночных, включая тараканов , термиты, тли, трипсы , муравьи, пчелы, Passalidae , Acari , пауки и т. д. Социальное взаимодействие особенно заметно в эусоциальном видов, но применимо и к другим беспозвоночным.

Насекомые распознают информацию, передаваемую другими насекомыми.

Phyla

Термин «беспозвоночные» охватывает несколько типов. Одна из них – губки (Porifera ). Долгое время считалось, что они рано отделились от других животных. У них отсутствует сложная организация, характерная для большинства других типов. Их клетки дифференцированы, но в большинстве случаев не организованы в отдельные ткани. Губки обычно питаются, всасывая воду через поры. Некоторые предполагают, что губки не так уж примитивны, но вместо этого могут быть вторично упрощены. Ctenophora и Cnidaria , включающие морских анемонов , кораллов и медуз , радиально симметричны и имеют пищеварительные камеры с одним отверстием, которое служит одновременно ртом и анальным отверстием. У обоих есть разные ткани, но они не организованы в органы . Есть только два основных зародышевых листка, эктодерма и энтодерма, и только отдельные клетки между ними. Поэтому их иногда называют диплобластными .

. Иглокожие радиально-симметричны и исключительно морские, включая морскую звезду (Asteroidea), морских ежей , (Echinoidea), хрупкие звезды (Ophiuroidea), морские огурцы (Holothuroidea) и перьевые звезды (Crinoidea).

Самый крупный тип животных также входит в состав беспозвоночных: членистоногие, включая насекомых, пауков , крабов и их родственников. Все эти организмы имеют тело, разделенное на повторяющиеся сегменты, обычно с парными придатками. Кроме того, они обладают прочным экзоскелетом, который периодически сбрасывается во время роста. Два более мелких типа, Onychophora и Tardigrada , являются близкими родственниками членистоногих и разделяют эти черты. Nematoda или круглые черви, возможно, являются вторым по величине типом животных и также являются беспозвоночными. Круглые черви обычно микроскопические и встречаются почти в любой среде, где есть вода. Ряд важных паразитов. К ним относятся более мелкие типы: киноринча , Priapulida и Loricifera . Эти группы имеют редуцированный целом, называемый псевдоцеломом. Другие беспозвоночные включают Nemertea или ленточных червей, и Sipuncula .

Другой тип – Platyhelminthes , плоские черви. Первоначально они считались примитивными, но теперь выясняется, что они произошли от более сложных предков. Плоские черви – акоэломаты , лишенные полости тела, как и их ближайшие родственники, микроскопические гастротрихи . Rotifera или коловратки распространены в водной среде. К беспозвоночным также относятся Acanthocephala или колючие черви, Gnathostomulida , Micrognathozoa и Cycliophora .

. Также включены два самых успешные типы животных, Mollusca и Annelida. Первый, который является вторым по величине типом животных по количеству описанных видов, включает таких животных, как улитки , моллюски и кальмары , а последний включает сегментированные черви, такие как дождевые черви и пиявки . Эти две группы долгое время считались близкими родственниками из-за общего присутствия личинок трохофор , но кольчатые червяки считались более близкими к членистоногим, потому что они оба сегментированы. Сейчас это обычно считается конвергентной эволюцией из-за множества морфологических и генетических различий между этими двумя типами.

Среди меньших типов беспозвоночных встречаются Hemichordata , или желуди. черви и Chaetognatha, или черви-стрелы. Другие типы включают Acoelomorpha , Brachiopoda , Bryozoa , Entoprocta , Phoronida и Xenoturbellida Классификация беспозвоночных

Беспозвоночных можно разделить на несколько основных категорий, некоторые из которых

таксономически устарели или спорны, но все же используются для удобства. Однако каждый из них представлен в отдельной статье по следующим ссылкам.

• Губки (Porifera)
• Гребневые желе (Ctenophora)
• Гидры, медузы, морские анемоны и кораллы (Cnidaria )
• Морские звезды, морские ежи, морские огурцы (Echinodermata)
• Плоские черви (Platyhelminthes)
• Круглые или острицы (Nematoda)
• Земляные черви и пиявки (Annelida )
• Насекомые, паукообразные, ракообразные и многоножки (Arthropoda)
• Хитоны, улитки, двустворчатые моллюски, кальмары и осьминоги (Mollusca)

История

Древнейшее животное окаменелости, по-видимому, принадлежат беспозвоночным. Окаменелости возрастом 665 миллионов лет в формации Трезона в Трезона-Боре, Западно-Центральный Флиндерс, Южная Австралия, были интерпретированы как ранние губки. Некоторые палеонтологи предполагают, что животные появились намного раньше, возможно, еще 1 миллиард лет назад. Следы окаменелостей , такие как следы и норы, найденные в тонианскую эпоху, указывают на присутствие триплобластов. черви, как и многоклеточные животные, примерно такие же большие (около 5 мм в ширину) и сложные, как дождевые черви .

Около 453 млн лет назад животные начали диверсифицироваться, и многие важные группы беспозвоночных разошлись друг с другом. Окаменелости беспозвоночных встречаются в различных типах отложений фанерозоя . Окаменелости беспозвоночных обычно используются в стратиграфии.

Классификация

Карл Линней разделил этих животных только на две группы: Insecta и ныне устаревшие Vermes (черви ). Жан-Батист Ламарк , который был назначен на должность «хранителя насекомых и вермес» в Национальном музее естественной истории в 1793 году, оба придумали термин «беспозвоночные» для описали таких животных и разделили исходные две группы на десять, отделив Arachnida и Crustacea от Linnean Insecta и Mollusca, Annelida, Cirripedia , Radiata , Coelenterata и Infusoria из Линнейского Вермеса. Сейчас они подразделяются на более чем 30 типов , от простых организмов, таких как морские губки и плоские черви , до сложных животных, таких как членистоногие и моллюски.

Значение группы

Беспозвоночные – животные без позвоночника. Это привело к выводу, что беспозвоночные – это группа, которая отличается от нормальных позвоночных. Утверждается, что это произошло потому, что в прошлом исследователи, такие как Ламарк, рассматривали позвоночных животных как «эталон»: в теории эволюции Ламарка он считал, что характеристики, приобретенные в процессе эволюции, включают не только выживание, но и прогрессирование в направлении «эволюции». высшая форма », к которой люди и позвоночные были ближе, чем беспозвоночные. Хотя от целенаправленной эволюции отказались, различие между беспозвоночными и позвоночными сохраняется и по сей день, даже несмотря на то, что группировка была отмечена как «едва ли естественная или даже очень резкая». Другая причина этого продолжающегося различия заключается в том, что Ламарк создал прецедент посредством своих классификаций, от которого сейчас трудно избежать. Также возможно, что некоторые люди считают, что, будучи позвоночными, группа заслуживает большего внимания, чем беспозвоночные. В любом случае, в издании «Зоология беспозвоночных» 1968 года отмечается, что «разделение животного мира на позвоночных и беспозвоночных является искусственным и отражает человеческое пристрастие в пользу собственных родственников человека». В книге также указывается, что эта группа объединяет огромное количество видов вместе, так что ни одна характеристика не описывает всех беспозвоночных. Кроме того, некоторые включенные виды связаны друг с другом лишь отдаленно, а некоторые в большей степени связаны с позвоночными, чем другие беспозвоночные (см. Парафилий ).

В исследованиях

На протяжении многих веков биологи пренебрегали беспозвоночными, в пользу крупных позвоночных и «полезных» или харизматических видов . Биология беспозвоночных не была основной областью исследований до работы Линнея и Ламарка в 18-м. века. В течение 20-го века зоология беспозвоночных стала одной из основных областей естественных наук, сделав важные открытия в области медицины, генетики, палеонтологии и экологии. Изучение беспозвоночных также принесло пользу правоохранительным органам, в частности членистоногих, и особенно насекомые, были обнаружены как источник информации для судебно-медицинских экспертов.

Двумя наиболее часто изучаемыми модельными организмами в настоящее время являются беспозвоночные: плодовая мушка Drosophila melanogaster и нематода Caenorhabditis elegans . Они долгое время были наиболее интенсивно изученными модельными организмами и одними из первых форм жизни, подвергшихся генетическому секвенированию. Этому способствовало сильно уменьшенное состояние их геномов , но многие гены , интроны и связи были потеряны. Анализ генома морского анемона звездочки подчеркнул важность губок, плакозоанов и хоанофлагеллят , которые также были секвенированы, в объяснении появления 1500 наследственных генов, уникальных для животных. Беспозвоночные также используются учеными в области водного биомониторинга для оценки воздействия загрязнения воды и изменения климата.

См. Также

• Зоология беспозвоночных , классификация симметрии тела животных
• Палеонтология беспозвоночных
• Морские беспозвоночные
• Боль у беспозвоночных

Ссылки

Дополнительная литература

• Hyman, LH 1940. Беспозвоночные (6 томов) Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. Классическая работа.
• Андерсон, Д. Т. (Ред.). (2001). Зоология беспозвоночных (2-е изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.
• Бруска, Р. К., Бруска, Г. Дж. (2003). Беспозвоночные (2-е изд.). Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates.
• Miller, S.A., & Harley, J.P. (1996). Зоология (4-е изд.). Бостон: WCB / McGraw-Hill.
• Печеник, Ян А. (2005). Биология беспозвоночных. Бостон: Макгроу-Хилл, высшее образование. стр. 590 с. ISBN978-0-07-234899-6 .
• Рупперт, Э. Э., Фокс, Р. С., и Барнс, Р. Д. (2004). Зоология беспозвоночных: функциональный эволюционный подход. Бельмонт, Калифорния: Томас-Брукс / Коул.
• Адиёди, К.Г. & Adyiodi, R.G. (Ред.) 1983-. Репродуктивная биология беспозвоночных. Вили, Нью-Йорк. (Многие тома.)
• Giese, A.G. & Pearse, J.S. (Ред.) 1974-. Размножение морских беспозвоночных. Academic Press, Нью-Йорк. (Многие тома.)
• Успехи в воспроизводстве беспозвоночных. Elsevier Science, Амстердам. (Пять томов.)

Внешние ссылки

• А. Р. Мадженти; С. Гарднер (2005). Интернет-словарь зоологии беспозвоночных .
• Buglife (UK)
• Африканские беспозвоночные

Источник